projekte internet

elektor - 4/2008

EIR – das Elektor-Internet-RadioRadio hören mit modernsten ChipsVon Harald Kipp und Dr. Thomas Scherer

Das waren Zeiten, als man Töne noch analog einer Hochfrequenz aufmodulieren musste, um diese dann zu empfangen und daraus mehr oder minder gut Hörbares zu machen! Das geht heute anders: Audiosignal komprimieren, in IP-Päckchen verpacken, streamen, empfangen, puffern, dekomprimieren und schon hat man auf alle Internet-Radios dieser Welt Zugriff. Alles ganz einfach dank State-of-the-Art-Hardware, um die es hier geht...

Internet-Radio ist etwas ganz Eigenes, denn mit diesem Angebot an Musik und Informationen kommt kein noch so empfindlicher Kurzwellenempfän-ger auch nur annähernd mit und in Sa-chen Klangqualität sowieso nicht. Da die zugehörigen „Internet-Sendestati-onen“ ja auch nicht hunderte von kW an elektrosmogener Hochfrequenz in die Luft pusten müssen, kommt der Betrieb eines solchen Senders für kleinere Benutzergruppen also ganz schön preiswert.Es gäbe noch viel über die Vorzüge dieser neuen Art von Radio zu erzäh-len (siehe Kasten), doch wichtiger ist die Klärung der Frage:

Warum nicht reine Software?Zunächst ist zu sagen, dass es diver-seste Programme (WinAmp, iTunes, VLC etc.) vollkommen kostenlos für alle möglichen Betriebssysteme gibt, mit denen man Internet-Radio hören kann. Einen PC, einen Mac oder eine Linux-Maschine hat der Mensch des 21sten Jahrhunderts ja sowieso he-rumstehen. Weshalb also Geld für ein nichtvirtuelles, physisches Gerät aus-geben und gar noch selbst bauen?Nun, zum einen braucht die Hardware-Grundlage eines Software-Radios Strom und das für diesen Zweck nicht zu knapp. Wer viel Radio mit dem PC via Internet hört, der handelt grob unö-kologisch. Die hier vorgestellte Lösung kommt mit gerade mal 1 W an Ener-gieverbrauch aus. Bei 10 h Betrieb pro

Tag hat sich das EIR gegenüber einem Gamer-PC als Radio schon innerhalb eines Jahres allein durch die einges-parten Stromkosten amortisiert.Zum anderen gibt es Anwendungen, bei denen ein PC nicht clever ist: Beim Anschluss an eine Stereo-Anlage bei-spielsweise. Ein selbst gebautes Inter-net-Radio auf Open-Source-Basis kann man prima erweitern und an spezielle Anforderungen anpassen und last not least spielt das EIR auch weiter, wenn der PC hängt oder abgestürzt ist ;-)

Das PrinzipDa es sich beim EIR um ein komplexes Projekt mit modernster Technik han-delt, ist es unmöglich, alle relevanten Aspekte in einem einzigen Artikel ab-zuhandeln. In diesem Beitrag geht es daher um die Beschreibung der Hard-ware und um deren Aufbau und Inbe-triebnahme. Weitere Informationen fin-den sich in Dokumenten zum Artikel auf der Elektor-Website www.elektor.de, der Projekt-Website [1] und in zu-künftigen Beiträgen.Dass ein Internet-Radio Datenströme empfangen, puffern und dekodieren muss, dürfte klar sein. Ohne vernünf-tigen Mikrocontroller geht also gar nichts. Wie schon in der letzen Ausga-be [3] angedeutet, liefert eine ARM7-CPU [4] die dafür nötige Power.Bild 1 zeigt den grundlegenden Auf-bau: Die CPU (in der Mitte oben) hat Zugriff auf immerhin 64 MB an SD-RAM – genug für Puffer und ganz viel „Sons-

tiges“. Für die Firmware ist Platz in der CPU und zusätzlich gibt es auch noch 4 MB Flash-Speicher für stabil abzule-gende Daten. Eine durch einen Super-cap gepufferte Echtzeituhr ermöglicht die Realisierung eines Radio-Weckers oder sonstige zeitabhängige Applika-tionen. Damit die ARM7-CPU nicht völ-lig ausgelastet werden muss, wird sie bei der Audio-Dekodierung von dem darauf spezialisierten Chip VS1053 [5] unterstützt.An Schnittstellen ist das EIR wahr-lich nicht arm: neben dem obligato-rischen Ethernetanschluss – irgendwie muss das EIR ja ins Internet kommen – finden sich eine USB-Programmier-schnittstelle zur Übertragung neuer Firmware, eine serielle und eine JTAG-Schnittstelle (gut fürs Debugging) und alleine drei nutzbare Erweiterungsste-cker auf Port-Ebene.Damit Sendungen gegebenenfalls auf-gezeichnet werden können, ist auch noch ein Slot für eine MMC-SD-Spei-cher-Karte vorgesehen.

GenerellesHerein rauschende Datenströme sind in aller Regel so komprimiert, dass sich die typischen mit 16 bit aufgelösten und mit 44,1 kHz abgetasteten Stereo-daten statt mit rund 1,4 Mbit/s mit we-niger als einem Zehntel, nämlich mit 192 Kbit/s und weniger zufrieden ge-ben. Um einen Puffer mit rund 10 s Ka-pazität zu realisieren, sind daher rund 256 KB RAM ausreichend. Das scheint

4/2008 - elektor

EIR – das Elektor-Internet-RadioRadio hören mit modernsten Chips

heutzutage wenig, aber für einen Mi-krocontroller ist das immer noch hef-tig. Und wenn man sicher gehen will und auch noch Platz für Internet-Fein-heiten und „Sonstiges“ haben möchte, dann ist man schnell bei 512 KB und mehr. Die ausgewählte ARM7-CPU un-terstützt SD-RAM und so gibt es beim EIR mit den verfügbaren 64 MB keiner-lei Speicherplatzprobleme.Als Betriebssystem wurde das gegen-über Linux recht genügsame Nut/OS ausgewählt, das mit weniger als 40 KB auskommt. Alles in allem sind für die Software rund 200 KB nötig. Für Daten reichen 1 MB locker aus. Da die CPU alleine schon über 512 KB Flash für die Software verfügt und RAM in Massen zur Verfügung steht, gibt es keine Eng-pässe. Alle Software ist Open-Source - bis auf die das Flash-Programm von Atmel.Der Controller ist übrigens leistungsfä-hig genug, um die SD-Karte zur paral-lelen Aufzeichnung eines zweiten Au-dio-Streams zu nutzen. Und es wird bestimmt nicht lange dauern, bis je-mand aus der Open-Source-Gemeinde dieses und andere denkbare Features nachrüstet.Um den möglichen Erweiterungen keine Richtung aufzuzwingen, wur-den auf dem Board keine expliziten Bedienungselemente wie Taster oder Display vorgesehen. Über die Erwei-terungssteckplätze kann Solches aber problemlos angeschlossen werden. Das EIR ist als Grundlage für eigene Erweiterungen konzipiert, und so ist

die bereit ge-stellte Firmware für die Be-dienung über eine integrierte Webseite gedacht. Da die Firmware völlig offen ist, muss das aber nicht so bleiben...

DetailsWenn man einen Blick auf den Schalt-plan in Bild 2 wirft, wird einem die Komplexität des Projekts sofort klar. Die folgende Beschreibung orientiert sich daher an den Funktionsblöcken:

• EthernetDas Internet kommt über eine Ether-netbuchse mit integriertem Übertrager

und zwei LEDs an Bord. Die grüne LED leuchtet bei Datentransfer, während die gelbe das Vorhandensein einer Verbindung signalisiert. Der Ethernet-Verkehr wird von einem spezialisierten Chip (IC10 = DM9000E) abgewickelt. Der Buffer IC9 ermöglicht die Nutzung des WAIT-Eingangs der CPU durch Erweiterungen.

• Audio-DekoderZwar würde ein ARM7 für die soft-waremäßige Dekodierung vom MP3- oder AAC-Daten gerade so ausreichen, aber ein spezialisierter Chip wie IC7 entlastet die CPU beträchtlich und schluckt von Hause aus neben den

AT91SAM7SE512

5-24VPower Supply

VS1053Audio Codec

RS232

USBDevice / Prog.

DM9000EEthernet

64 MByteSDRAM

4 MByteDataFlash

ExpansionConnector

ResetButton

RTC / SuperCap

OLEDTouch Wheel

(later Upgrade)

Web Interface

MMC /SD-Card

JTAGConnector

Bild 1. Prinzipschaltung des Elektor-Internet-Radios.

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Po

rt B

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3940

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Ω

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1k

X1

X1 = 18,432M

Hz

21

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2019

K6

JTAG

R49A100k 81

R49B100k 72

R49C100k 63

R49D100k 54

+3V3

NR

ST

TD

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PA1

PA2

PA3

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PA16

PA17

PA18

PA19

PA20

PA21

PA22

PA23

PA24

PA25

PA26

PA27

PA28

PA29

PA30

PA31

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UT

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PB

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PB

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PB

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PB

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PB

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PB

30P

B31

PC0

PC1

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PC4

PC5

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PC8

PC9

PC10

PC12

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PC17

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PC22

PC23

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100n

C3

100n

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100n

L3

BL

M31A

+3V3

K5

RS

232

12345 6789

R48A

22Ω

81

R48C

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72

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22Ω

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C12

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C14

RX

D

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S

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D

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NR

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PC

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PA0

PA0

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071081 - 11A

PC

[0...23]

PB

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R

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PC21/NWR0/NWE/CFWE

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DDM121

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127

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DJP

Bild 2. Die konkrete Schaltung des EIR macht augenblicklich klar, dass es sich hier um ein anspruchsvolles Projekt handelt.

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PC

3

PC

4

PC

5

PC

6

PC

7

PC

8

PC

9

PC

10

PC

11

PC

12

PC

13

PC

14

PC

15

PB

2

PB

3

PB

4

PB

5

PB

6

PB

7

PB

8

PB

9

PB

10

PB

11

PB

13

PB

14

PB

16

PB

171

6

IC9.A

PC

16

R23

10k

+3V3

10/100 Mb

it Eth

ernet

DM

9000EL

INK

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T

CL

K20M

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K

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K

LIN

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D

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RX

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RX

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TE

ST

1

TE

ST

2

TE

ST

3

TE

ST

4

TE

ST

5

BG

RE

S

GP

IO0

GP

IO1

GP

IO2

GP

IO3

IC10

SD

10

SD

11

SD

12

SD

13

SD

14

SD

15

TX

O+

TX

O-

RX

I+

RX

I-

IO16

TX

D0

TX

D1

TX

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TX

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RX

D1

RX

D2

RX

D3

MD

IO

EE

DO

EE

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EE

CK

EE

CS

SD

0

SD

1

SD

3

SD

4

SD

5

SD

6

SD

7

SD

8

SD

9

SD

2

SA

9

SA

8

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7

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SA

5

SA

4

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P

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100

AE

N

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2221

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11

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12138988878685848382

X1

X2

1062616033342930

79 8014 92 91

5443444546505152533839404156575978474937

SD

24

16171819486564666726 68697071 679 8

2143

PB

2

PB

20

PA20

PA12

PA13

PA14

PA11

PC

F8563T

IC11

OS

C1

OS

C0

SD

A

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L

INT

CL

K

1

5

84

6

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37

PB

31

PB

19

PB

30

PA27

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PA4

PA3

PA29

MT

48LC

32M16A

2

SD

RA

M

IC4

DQ

ML

DQ

MH

D10

A10

D11

A11

D12

A12

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D15

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0

BA

1

CA

S

RA

S

CK

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CL

K

23A

0D

024

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2

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511

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34A

945

22

4735

4836

505153

202119C

S16

WE

15 39 1718

37 38

D1

2578 4

PA23

PB

0

PA28

PC18

PC19

PC

18

PC

19

PA24

PB

0

MP

3 Deco

der

PC

[0...23]

PB

[0...31]

PA[0...31]

SD

CK

NR

ST

SD

CK

64MB

yte SD

RA

M

4 MB

yteS

erial Flash

+3V3

IC9 52

C96

100n

IC9 = N

C7W

Z07P

6X

071081 - 11B

green

Activity

yellow

Lin

k

A

A

R103

0Ω

RLRL

34

IC9.B

C30

100n

R104

0Ω

GP

104/I2S_L

RO

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GP

107/I2S_S

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GP

105/I2S_M

CL

K

GP

106/I2S_S

CL

K

GP

103/SD

ATA

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GP

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1

VS

1053B-L

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GP

101

GP

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O

XC

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12

44

11 25 36 10 34 33

1718

48 46 3942

15 13 23 28S

I29

SO

30

32

RX

26

TX

27

9

12

8

3

R20

100k

C99

100µ

16V

C98

100µ

16V

R18

0 Ω

R100

0Ω

C100

10n

PA26

SH

IEL

D-C

SH

IEL

D-N

(VS

1053 may b

e replaced

by VS

1033)

Do

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g R

18!

2b

projekte internet

elektor - 4/2008

gebräuchlichen MP3-Varianten auch HE-AAC und sogar Ogg-Vorbis-Daten. Gleichzeitig vereinfacht sich damit lo-gischerweise die nötige Software. Bei unserem Prototypen hatten wir ein Vor-ab-Muster von VLSI im Einsatz. Soll-te es Beschaffungsprobleme geben, kann man auch die Variante VS1033 (ohne Ogg Vorbis) einsetzen. Obwohl die CPU einen 1,8-V-Ausgang zur Ver-sorgung von Peripherie hat, wurde für IC7 aus Stabilitätsgründen ein eigener 1,8-V-Spannungsregler vorgesehen. Da die Variante VS1033 aber 2,5 V benö-tigt, müssen R39 und R42 dann auf je 100 kΩ geändert werden.

• Zusatz-FlashZum Betrieb des Radios sind umfang-reiche Einstellungen zu speichern, die auch nach einem Stromausfall verfüg-bar bleiben sollen - allem voran die Senderliste. Das ginge auch mit dem internen Flash-Speicher der CPU, aber

tor eine mit allen SMD-Bauteilen vorbe-stückte Platine (mit VS1053) an. Man muss also nur noch die normal bedrah-teten Bauteile bestücken und vermei-det so tückische Fehler. Unentwegten steht der komplette Eigenbau anhand der Layouts natürlich frei.

FunktionstestFür einen ersten Test der Stromversor-gung sollte die 3,3-V-Seite mit einigen mA belastet werden – also nicht leer laufen. Ab 4 V am Eingang wird der Schaltregler arbeiten und je nach Be-lastung 50...150 mA aufnehmen. Bei 24 V reduziert sich das auf 30...50 mA. Ist alles in Ordnung, leuchtet LED1. Sind die ICs bestückt, kann man mit einem Oszilloskop die Quarze auf Funk-tion testen. Wenn X1 schwingt, müsste sich die CPU ansprechen lassen.Die CPU ist schon von Hause aus mit einem Bootloader versehen, der außer

dieser ist umständlich zu beschreiben. Um dies zu vereinfachen, wurde ein serieller Flashspeicher (IC5) hinzuge-fügt, in dessen 4 MB sich auch umfang-reiche Senderlisten und mehr ablegen lassen.

• StromversorgungDamit das EIR auch wirklich wenig En-ergie verbraucht, wurde es mit einem Schaltregler (IC12) versehen. Bei Ein-gangsspannungen im Bereich von 5...24 V stehen rund 5 W bei 3,3 V zur Verfügung. Da das EIR selbst nur 1 W benötigt, bleibt noch genug Energie für eigene Hardware-Erweiterungen übrig.

• LötenDa es sich hier um eine mit winzigen SMDs dicht bepackte mehrlagige Pla-tine handelt (siehe Bild 3 und Bild 4), wobei einzelne IC-Pins nur 0,5 mm voneinander entfernt sind, bietet Elek-

K12

2

3

1

500mA F

F1

D4

SM6T24CA

L1

DLW5BTN102SQ2

21

34

D2

PMEG3005AEA

R36

10k

C40

1µ25V

C41

1µ25V

C42

100n

C37

10n

D5

PMEG3005AEA KP-1608URC

D3PMEG3005AEA

LT1616

BOOSTIC12

SHDN

GND

VIN

SW

FB

2

5

6

4

3

1

L2

10µ

C39

10µ

R41

10k

1%

R37

16k5

1%

R40

180

Ω

LED1C43

1µ

+3V3

LTC1844ES5IC13

SHDN

VOUT

GND

VIN

ADJ

-SD

2

1

43

5

R38

10k

R39

200k

1%

R42

470k

1%

C38

1n

C44

10µ

VX

C52

10µ

C51C50C49C48C47C46C45

10µ

6x 100n

C58C57C56C55C54C53 C59 C60

10µ

R43

22Ω

+3V3+3V3+1V8

7x 100n

POWER

+VREF

C72C71 C73C70

10µ

C68C67 C69C66

10µ

C63C62 C64C61

10µ

C65

R44

0 Ω

+3V3VX

A

C84C83C82C81C80C79 C85

7x 100n

C78

10µ

C77C76C75C74

10µ

+3V3+3V3

3x 100n

MT48LC128M16A2POWER

IC4

VDD VSS

VDD

VDD

VSS

VSS

VDDQ VSSQ

VDDQ

VDDQ

VSSQ

VSSQ

VDDQ VSSQ

28

14

27

41

54

43

12

46

49 52

1

3 6

9

DM9000E

AVCC3

POWER

AVCC3

AVCC3

VCC3N

VCC3N

VCC3N

VCC3N

VCC3N

VCC3N

VCC3N

IC10

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

GND

35 32

28 31

27 25

99

81

76

63

58

42

23

15

73

72

55

36

20

90

5

VS1053C-L

IOVDD0

IOVDD1

IOVDD2

DGND0CVDD0

CVDD1

CVDD2

CVDD3

AVDD0

AVDD1

AVDD2

DGND1

DGND2

DGND3

DGND4

AGND0

AGND1

AGND2

AGND3

IOGND

POWER

IC7

24

31

14

19

38

43

45

16

20

21

22

37

40

41

47

35

5 4

7

6

AT91SAM7SE512-AU

VDDFLASH

VDDCORE

VDDCORE

VDDCORE

VDDCORE

VDDCORE

ADVREF

VDDOUT

VDDPLL

VDDIN

VDDIO

VDDIO

VDDIO

VDDIO

VDDIO

IC1

GN

D

118

128

GN

D

120

123

GN

D

GN

D

GN

D

GN

D11

9G

ND

124

23

47

72

96

21

22

46

95

45 70 94

71

2

8 1

7

C94C93C92C91C90

10µ

+3V3

C89C88C87C86

10µ

+3V3

3x 100n 4x 100n 071081 - 11C

4x 100n

5V ...24VDC

red

SHDN

VIN

Replace R39 and R42 with 100k 1%for VS1033 (VX = 2V5)

+3V3

3x 100n

3x 100n

2c

4/2008 - elektor

der reinen Übertragung neuer Firmware auch die Kommunikation mit dem RAM und mit dem Flash-Speicher ermögli-cht. Von Atmel gibt es unter [6] die Da-tei „AT91-ISP.exe“, die nach Entpacken das Windows-Programm „SAM-BA“ ent-hält. Nach dessen Installation verbin-det man das EIR via USB mit einem PC. Nach Einschalten der Stromversorgung sollte Windows automatisch den pas-senden Treiber aktivieren. Jetzt kann SAM-BA gestartet werden. Man muss dann als Verbindungsart USB und als Gerät das „AT91SAM7SE512-EK“ aus-wählen, welches zum EIR weitgehend kompatibel ist.Von der Elektor-Webseite zum Artikel kann eine einfache Firmware für Test-zwecke herunter geladen werden. Mit ihr und einer funktionierenden CPU plus der seriellen Schnittstelle können die anderen Bausteine wie Ethernet und Audio-Dekoder überprüft werden. Nach der Übertragung der Firmware muss dem EIR noch gesagt werden, dass es beim nächsten Start von die-ser Firmware booten soll. Hierfür unter „Scripts“ die Routine „Boot from Flash (GPNVM2)“ auswählen und auf „Exe-cute“ klicken - dann SAM-BA beenden und auf den Reset-Taster drücken. Nun wird das EIR via serieller Schnittstelle über ein Null-Modem-Kabel (Pins 2 und Bild 3. Der Bestückungsplan des EIR. Um Schwierigkeiten zu vermeiden, gibt es eine mit SMDs vorbestückte Platine.

StücklisteWiderstände:R1,R2 = 27 Ω, SMD 0402R3 = 1k5, SMD 0402R4,R5,R28,R45 = 1 k, SMD 0402R6,R23,R32,R33,R36,R38 = 10 k, SMD

0402R7,R8,R18,R35,R44 = 0 Ω, SMD 0402R9,R10,R13,R20,R22,R34 = 100 k, SMD

0402R11,R12,R16 = 10 Ω, SMD 0603R14,R15,R43 = 22 Ω, SMD 0402R17 = 1 M, SMD 0402R19,R21 = 470 Ω, SMD 0402R24,R25,R29,R30 = 50 Ω 1%, SMD 0402R26,R27 = 1 k, SMD 1206R31 = 6k8 1%, SMD 0603R37 = 16k5 1%, SMD 0603R39 = 200 k* 1%, SMD 0402R40 = 180 Ω, SMD 1206R41 = 10 k 1%, SMD 0402R42 = 470 k* 1%, SMD 0402R46 = 15 k, SMD 0402R47 = 22 k, SMD 0402R48 = 22 Ω, Array CAY16R49 = 100 k, Array CAY16R50 = 10 k, Array CAY16R100...R106 = 0 Ω*, SMD 1206 (nicht

erforderlich)* siehe Text

Kondensatoren:(SMD Keramik 6,3 V, falls nicht anders

angegeben)

C1...C4,C16,C19,C30,C31,C35,C42,C46...C51,C53...C59,C62...C65,C67...C69,C71..C73,C75...C77,C79...C85,C87...C89,C91...C97 = 100 n, SMD 0402

C5,C6,C9,C10,C17,C20,C32,C33,C34 = 22 p, SMD 0402

C7,C38 = 1 n, SMD 0402C8,C21,C22,C27,C28,C37,C100 = 10 n,

SMD 0402C11...C14 = 220 p, SMD 0402C15,C39,C44,C45,C52,C60,C61,C66,C70

,C74,C78,C86,C90 = 10 μ, SMD 0805C18,C23,C29 = 47 n, SMD 0402C24...C26,C43 = 1 μ, SMD 0805C36 = 0,1 F, Double Layer Cap

FG0H104Z135C40,C41 = 1 μ/25V, SMD 1206C98,C99 = 100 μ/16V, Tantal, SMD

Induktivitäten:L1 = DLW5BTN102SQ2 (Murata)L2 = 10 μ, MSS5131 (Coilcraft)L3 = BLM31A (Murata)

Halbleiter:D1...D3, D5 = PMEG3005AEA (Philips)D4 = SM6T24CA (STM)IC1 = AT91SAM7SE512-AU (Atmel)IC2 = MAX3222ECWN (Maxim)IC3, IC6, IC8 = Diodenarray BZA408BIC4 = MT48LC32M16A2IC5 = AT45DB321D-SU (Atmel)IC7 = VS1053C-L (VLSI)*IC9 = NC7WZ07P6X (Fairchild)IC10 = DM9000E (Davicom)

IC11 = PCF8563T (Philips)IC12 = LT1616 (Linear Technology)IC13 = LTC1844ES5-SD (Linear Technology)LED1 = KP-1608URC, rot, SMD 0603

(Kingbright)

Außerdem:X1 =18,432-MHz-Quarz, SMD HC49SMX2 = 12,288-MHz-Quarz, SMD HC49SMX3 = 25,000-MHz-Quarz, SMD HC49SMX4 = 32,678-kHz-Quarz, SMD MC-146F1 = Sicherung, 0,5 A flink mit Halter, SMD

OMNI-BLOK (Littelfuse)K1, K2, K3 = 40-polige Stiftleiste, 2,54-mm-

Raster, zweireihigK4 = USB-B-Buchse, AMP-787780K5 = 9-poliger Sub-D-Stecker, gewinkelt,

US-NormK6 = 20-poliger Wannenstecker, 2,54-mm-

Raster, zweireihigK7 = SD-Karten-Fassung, SMD FPS009-

2700 (Yamaichi)K8, K9 = 3,5-mm-Stereo-Klinkenbuchse,

SMD SJ1-3515 (CUI)K10 = RJ-45-Buchse mit Ethernet-Übertra-

ger und LEDs, SMD, RJLD-043TC (Taimag)K12 = DC-Buchse mit 2-mm-Stift,

TDC-002-3JP1 = 6-polige Stiftleiste mit 2 Kurzschluss-

brücken, 2,54-mm-Raster, zweireihigS1 = Taster, SMD, LSH (Schurter)Platine 071081-1 oder SMD-bestückte Pla-

tine 071081-71Software-Download von der Elektor-Webseite

projekte internet

elektor - 4/2008

3 gekreuzt) an den PC angeschlossen und über eine Terminal-Emulation kann man bei 115,2 kBaud bei 8/0/1 (Daten-, Parität- und Stopp-Bits) die Ausgaben

Radio hörenBevor dies möglich ist, muss die Test-Firmware vom EIR entfernt und die Ra-dio-Firmware geladen werden. Um ein neues Laden der Firmware zu ermög-lichen, überbrückt man zunächst die Pins 34 und 36 bei K3 mit einem Jum-per, betätigt Reset und entfernt dann den Jumper wieder. Anschließend boo-tet das EIR wieder mit dem Bootloa-der und mit SAM-BA kommt die Radio-Firmware drauf.Jetzt wird das EIR über Ethernet mit dem lokalen Netz (via Hub/Switch oder den Internet-Router mit mehreren Ports) verbunden, und an den Audio-Ausgang schließt man einen Kopfhörer oder ein Verstärker an.Sollte das LAN beziehungsweise der vorhandene Router über einen ak-tivierten DHCP-Server verfügen, so holt sich das EIR eine gültige Adres-se und beginnt mit dem Abspielen des voreingestellten Radio-Senders. Falls feste IP-Adressen bevorzugt werden: Bei der Installation von Nut/OS wurde schon das kleine Tool „Discover“ auf dem PC installiert, mit dem sich das EIR auf jeden Fall finden (Bild 5) und dann auch die gewünschte IP-Adresse einstellen lässt. Wie in Bild 6 gezeigt, trägt man unter Gateway die Adresse des Routers ein. Ab da müsste das Ra-dio-Hören auch bei fixen IP-Adressen funktionieren.

AusblickBeim EIR handelt es sich, wie schon mehrfach erwähnt, um ein völlig of-fenes Konzept. Man kann sowohl die Software als auch die Hardware (über die Erweiterungsstecker) beliebig er-weitern, und in Elektor wird man zu diesem Thema sicherlich noch einiges

des EIR verfolgen. Als Terminal-Emu-lation empfohlen wird für Windows Te-raTerm [7] und für Linux Miniterm. Ein Mac hat ein Terminal immer dabei.

Bild 4. Der fertig bestückte Prototyp macht klar, dass manuelles Bestücken hier nicht so einfach ist.

Tabelle 1. Erweiterungsstecker K1Pin Signal Verwendung Pin Signal Verwendung1 PA0 frei 2 PA1 frei3 PA2 frei 4 PA3 TWI SDA5 PA4 TWI SCL 6 PA5 UART0 RxD über JP17 PA6 UART0 TxD über JP1 8 PA7 UART0 RTS9 PA8 UART0 CTS 10 PA9 DBUG RxD über JP111 PA10 DBUG TxD über JP1 12 PA11 DataFlash Chip Select13 PA12 SPI MISO 14 PA13 SPI MOSI15 PA14 SPI SPCK 16 PA15 MMC Chip Select17 PA16 MMC Clock 18 PA17 MMC Command19 PA18 MMC DAT0 20 PA19 MMC DAT1 über R721 PA20 MMC DAT2 über R8 22 PA21 frei23 PA22 Frei 24 PA23 SDRAM DQMH25 PA24 SDRAM A10 26 PA25 SDRAM CKE27 PA26 SDRAM Chip Select 28 PA27 SDRAM WE29 PA28 SDRAM CAS 30 PA29 SDRAM RAS31 PA30 IRQ1, MP3 Interrupt 32 PA31 MP3 Command Select33 Vref AD Wandler Referenz 34 3.3V Versorgung35 AD4 Analogeingang, frei 36 AD5 Analogeingang, frei37 AD6 Analogeingang, frei 38 AD7 Analogeingang, frei39 GND Masse 40 GND Masse

Bild 5. Mit der Software (hier unter Linux KDE) findet man das EIR auch bei unbekannter IP-Adresse.

Bild 6. Mit Discover kann man eventuelle Netzwerk-Einstellungen des EIR vornehmen.

4/2008 - elektor

lesen können.Bezüglich der Software-Tools und Sour-cen sowie der Weiterentwicklungen wirft man am Besten gelegentlich ei-nen Blick auf die Projekt-Webseite [1] von egnite. Hier finden sich Quelltexte und Installationen für Windows, Linux und OS X sowie Links zu Entwick-lungsumgebungen und weiterführen-den Open-Source-Projekten.Vieles ist denkbar. Naheliegend wären ein paar Tasten und ein LCD-Display, damit sich das EIR nicht nur via Web-Browser, sondern auch als luxuriöses Stand-alone-Gerät nutzen lässt. Der Kartenslot schreit förmlich nach der zu-sätzlichen Nutzung als MP3-Player…

(071081Ie)

Literatur & Links[1] Projekt-Webseite von egnite:www.ethernut.de/de/hardware/eir/

[] Wikipedia-Artikel:de.wikipedia.org/wiki/Internet-Radio

[] Ethernut und die Kipp-Familie:Elektor März 2008, Seite 46...49.

[] Informationen zur ARM-CPU:www.atmel.com/products/at91/

[] Informationen zum VS10:www.vlsi.fi/en/products/vs1053.html

[] Link zu AT1-ISP.exe:www.atmel.com/dyn/resources/prod_docu-ments/Install%20AT91-ISP%20v1.10.exe

[] Windows-Terminal:ttssh2.sourceforge.jp/

Tabelle . Erweiterungsstecker KPin Signal Verwendung Pin Signal Verwendung1 PB0 SDRAM DQML 2 PB1 frei3 PB2 Adressbus A2 4 PB3 Adressbus A35 PB4 Adressbus A4 6 PB5 Adressbus A57 PB6 Adressbus A6 8 PB7 Adressbus A79 PB8 Adressbus A8 10 PB9 Adressbus A911 PB10 Adressbus A10 12 PB11 Adressbus A1113 PB12 frei 14 PB13 Adressbus A1315 PB14 Adressbus A14 16 PB15 frei17 PB16 SDRAM BA0 18 PB17 SDRAM BA119 PB18 frei 20 PB19 FIQ, RTC Interrupt21 PB20 IRQ0, Ethernet Interrupt 22 PB21 frei23 PB22 DataFlash Chip Select 24 PB23 USB Monitor25 PB24 frei 26 PB25 frei27 PB26 frei 28 PB27 frei29 PB28 frei 30 PB29 frei31 PB30 MP3 Data Select 32 PB31 MP3 Hardware Reset33 3,3 V Versorgung 34 3,3 V Versorgung35 Nicht belegt 36 Nicht belegt37 Nicht belegt 38 NRST Hardware Reset39 GND Masse 40 GND Masse

Tabelle . Erweiterungsstecker KPin Signal Verwendung Pin Signal Verwendung

1 PC0 Datenbus D0 2 PC1 Datenbus D13 PC2 Datenbus D2 4 PC3 Datenbus D35 PC4 Datenbus D4 6 PC5 Datenbus D57 PC6 Datenbus D6 8 PC7 Datenbus D79 PC8 Datenbus D8 10 PC9 Datenbus D911 PC10 Datenbus D10 12 PC11 Datenbus D1113 PC12 Datenbus D12 14 PC13 Datenbus D1315 PC14 Datenbus D14 16 PC15 Datenbus D1517 PC16 Bus NWAIT, Open Collector 18 PC17 Ethernet Hardware Reset19 PC18 MMC Card Detect 20 PC19 MMC Write Protect21 PC20 frei 22 PC21 Adress-/Datenbus NWE23 PC22 Adress-/Datenbus NRD 24 PC23 Ethernet Chip Select25 Nicht belegt 26 Nicht belegt27 Nicht belegt 28 Nicht belegt29 Nicht belegt 30 Nicht belegt31 Nicht belegt 32 Nicht belegt33 3,3 V Versorgung 34 3,3 V Versorgung35 JTAGSEL Boundary Scan Enable 36 ERASE Firmware Erase37 VIN 5-24 V ungeregelt über

R10638 SHDN Power Shutdown

39 GND Masse 40 GND Masse

Internet-RadioEin Blick ins Internet und man wird geradezu erschlagen: Google findet zurzeit unter dem Stickwort „Internetradio“ über 2,3 Mio. Treffer – ein heißes Thema also. Dabei waren erste Experimente zu paketvermit-telten „Sendungen“ schon 1993 zu beobachten, quasi gleichzeitig mit dem ersten brauchbaren Browser NCSA Mosaic und sozusagen in der Stunde Null des kommerziellen Internet. Schon recht früh begannen „richtige“ Radiosender damit, ihre bislang terrestrisch abgestrahlten Sendungen zusätzlich auch via Internet-Streaming zu verbreiten. Heute sind mit einem gewöhnlichen Internet-Anschluss zehntausende Radio-programme zu empfangen. Neben einer Unmenge an thematisch un-terschiedlichsten Spartenprogrammen hat man mittlerweile Zugriff auf nahezu alle öffentlich-rechtlichen und kommerziellen Sender.

Unter dem für die zeitnahe Übertragung zeitbasierter Daten wie Au-dio- oder Videoinhalte subsumierten Streaming versteht man möglichst kontinuierliche Datenströme, von denen die Senderseite pro Klient

einen extra Stream bieten muss. Das kann ganz schön viel Traffic ge-nerieren und für den Sender kostspielig werden, wenn er sehr viele Zuhörer hat. Um die Datenraten erträglich zu halten, werden die Daten vor der Versendung in aller Regel verlustbehaftet komprimiert und beim Empfänger wieder dekomprimiert. Ein Internet-Radio muss also – ob rein sotwarebasiert oder als spezielle Hardware – über einige gängige Streaming-Decoder wie MP3, Ogg Vorbis oder Real Audio verfügen.

Da im Internet mit den üblichen Protokollen HTTP und FTP keine stabilen Laufzeiten für die einzelnen Datenpakete garantiert werden können, benötigt der Empfänger einen ausreichenden Datenpuffer, was den Emp-fang um einige Sekunden verzögert und also nur „quasi-live“ ermögli-cht. Schnelles Zappen ist daher nicht möglich. Dafür wird man dank der Digitalisierung mit einer stabilen Tonqualität, einer extremen (weltweiten) Reichweite und einer gegenüber dem klassischen Rundfunk geradezu unüberschaubaren Programmvielfalt entschädigt. Zudem ist prinzipiell der „Empfang“ von Konserven (= verpassten Sendungen) als „Audio on Demand“ möglich, was kein konventionelles Radio bieten kann.